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本论文工作包含以下三方面内容:
一、(5S)-4-羟基-5-烷基-2-吡咯烷酮1的合成研究:
手性2-吡咯烷酮1是一种较为常见的合成中间体,具有广泛的合成应用价值。本节工作先从天然L-酪氨酸出发,经过酯化、上保护基和还原反应,高效地制得N-甲基氨基醇4,三步反应,总产率为85%;N-甲基氨基醇4经过氨基保护和氧化反应形成N-Boc-α-酪氨醛11。
接下来,我们运用SmI2作用的Reformatsky反应高效的合成β-羟基-γ-氨基酸酯13,该方法操作方便、反应速度快;最后我们将化合物13氮上去Boc保护并发生分子内环化反应,便可得到2-吡咯烷酮1,两步反应产率为86%。2-吡咯烷酮1的四个差向异构体1a、1b、1c和1d均可用于合成天然产物rigidiusculamides A或B,其中C-5位立体化学都是源自天然酪氨酸的手性中心,以S构型存在。
二、天然产物Rigidiusculamides A和B的不对称合成:
2009年,车永胜课题组从真菌类ascomycete fungus albonectria rigidiuscula中提取得到四个具有2-吡咯烷酮衍生物,依次命名rigidiusculamide A-D(图1.3),并发现该类化合物具有抗宫颈癌细胞Hela和乳腺癌细胞MCF-7的细胞毒性。化合物rigidiusculamide A的结构为顺式3,4-二羟基-2-吡咯烷酮;化合物rigidiusculamide B的结构为3-羟基-2,4-二吡咯烷酮。但是,关于这两个具有2-吡咯烷酮结构化合物的全合成工作,至今仍未见报导。
我们从关键中间体2-吡咯烷酮1出发,合成了文献中报导的天然产物rigidiusculamide A结构18a和差向异构体18b。首先,2-吡咯烷酮1经过消除反应得到3-吡咯啉-2-酮16,接着通过Sharpless不对称双羟基化反应(AD)得到邻二醇化合物17a和小量17b,最后切除氧上苄基,分别得到化合物18a和18b,三步反应,以81%产率得到化合物18a,另外非对映体18b只有不到1%的量。通过化合物18a、18b和天然产物rigidiusculamide A的结构和数据对比,我们发现化合物18a的立体化学与天然产物不一样,而化合物18b与天然产物互为对映体。因此,我们推测天然产物rigidiusculamide A所对应的结构应如18c所示。
其次,我们顺利合成天然产物rigidiusculamide B并确定其立体化学。通过Dess-Martin氧化反应,我们“一锅两步”法得到2,4-二羰基吡咯烷酮19;接着去除氧上苄基后以70%产率得到化合物20,其数据与天然产物rigidiusculamide B数据基本一致。
三、具有抗癌活性舒林酸类似物K-80003的合成研究
Sulindac具有潜在的抗癌活性,许多致力于非甾体抗炎药开发的研究人员和制药公司都把降低舒林酸的副作用和开发其抗癌的临床应用作为研究重点。我们课题组与张晓坤课题组等合作,开发合成了一系列具有抗癌活性的舒林酸衍生物,其中化合物K-80003的抗癌作用尤为明显。
为了提供舒林酸类似物K-80003的临床前用药,我们需要制备大量的具有抗癌活性的化合物K-80003。首先,我们从价廉的4-氟苯甲醛出发,经过Perkin反应、Pd/C催化氢化反应和傅克酰基化反应,得到6-氟-2-甲基茚酮23,三步反应的粗产物不经纯化,均可直接用于下一步反应。
接着,我们根据Reformatsky反应,从6-氟-2-甲基茚酮23出发,简单、快捷地合成5-氟-2-甲基-3-茚乙酸乙酯24和5-氟-2-甲基-3-茚乙酸25,并将其用于Claisen-Schmidt反应,最终合成化合物K-80003。我们用同样方法合成了舒林酸类似物K-80001和K-80002。该合成工艺所选试剂均为常用试剂,廉价易得;其制备流程简短、操作方便;该工艺收率高;共五步反应,总产率为35%~36%。